omnaОмский научный вестникOmsk Scientific Bulletin1813-82252541-7541Омский государственный технический университет10.25206/1813-8225-2024-191-142-149VAIMROomna-184Research ArticleЭЛЕКТРОНИКА, ФОТОНИКА, ПРИБОРОСТРОЕНИЕ И СВЯЗЬELECTRONICS, PHOTONICS, APPLIANCE AND COMMUNICATIONSОбзор факторов, воздействующих на оптоволоконные линии связи при грозовых разрядах, и моделирование лабораторных установок, предназначенных для изучения влияния магнитного поля на параметры оптоволокнаAn overview of the factors affecting fiber-optic communication lines during lightning discharges and modeling of laboratory installations designed to study the effect of a magnetic field on fiber parametersМитрохинВ. Е.MitrokhinV. E.

Митрохин Валерий Евгеньевич - доктор технических наук, профессор (Россия), профессор кафедры «Телекоммуникационные, радиотехнические системы и сети» Омского государственного университета путей сообщения, г. Омск; профессор кафедры «Радиотехнические устройства и системы диагностики» ОмГТУ, SPIN-код: 4123-7921. AuthorID (РИНЦ): 385311.

Омск

Mitrokhin Valeriy Evgenyevich - Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of Telecommunications, Radio Engineering Systems and Networks Department, Omsk STU; Professor of Radio Engineering Devices and Diagnostic Systems Department, OmSTU, SPIN-code: 4123-7921. AuthorID (SCOPUS): 385311.

Omsk

mitrokhin@list.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1859-1374ОсиповВ. Е.OsipovV. E.

Осипов Вадим Евгеньевич - аспирант, старший преподаватель кафедры «Радиотехнические устройства и системы диагностики» ОмГТУ, SPIN-код: 3430-5160. ResearcherID: AAH-6573-2019.

Омск

Osipov Vadim Evgenyevich - Graduate Student, Senior Lecturer of Radio Engineering Devices and Diagnostic Systems Department, OmSTU, SPIN-code: 3430-5160. ResearcherID: AAH-6573-2019.

Omsk

osvad@list.ruОмский государственный университет путей сообщения; Омский государственный технический университетРоссияOmsk State Transport University; Omsk State Technical UniversityRussian FederationОмский государственный технический университетРоссияOmsk State Technical UniversityRussian Federation20243009202403142149Copyright © Митрохин В.Е., Осипов В.Е., 20242024Митрохин В.Е., Осипов В.Е.Mitrokhin V.E., Osipov V.E.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://onv.omgtu.ru/jour/article/view/184

В статье дается обзор известных эффектов, оказывающих влияние на передачу информации по оптоволокну и возникающих в результате грозовых разрядов: электрооптический эффект Керра, эффект Фарадея, влияние ионизирующих излучений. Указывается на то, что имеются предварительные эмпирические данные, согласно которым магнитное поле изменяет такой параметр оптоволокна, как затухание. С целью проверки указанных предварительных эмпирических данных планируются дальнейшие экспериментальные исследования предполагаемого влияния магнитного поля на затухание, для чего требуется построить лабораторную установку. Сравнению различных вариантов лабораторных установок и предварительному выбору параметра для сравнения также посвящена настоящая статья. В результате моделирования двух вариантов лабораторной установки и сравнения их по принятому параметру выбран один из двух вариантов установки.

The article provides an overview of the known effects that influence the transmission of information over optical fiber and that arise as a result of lightning discharges: the electro-optical Kerr effect, the Faraday effect, the influence of ionizing radiation. It is indicated that there is preliminary empirical data according to which the magnetic field changes such an optical fiber parameter as attenuation. In order to verify these preliminary empirical data, further experimental studies of the supposed influence of the magnetic field on attenuation are proposed, for which it is necessary to build a laboratory installation. This article is also devoted to a comparison of various options for laboratory installations and the preliminary selection of a parameter for comparison. As a result of modeling two options for a laboratory installation and comparing them according to the accepted parameter, one of two installation options is selected.

моделированиеоптоволокноэффект Фарадеяэффект Керрамагнитное полезатухание сигналаmodelingoptical fiberFaraday effectKerr effectmagnetic fieldsignal attenuationReferencesHalski D. FLASH fly-by-light flight control demonstration results overview // Proc. SPIE. Fly-by-Light III, 1996. Vol. 2840. DOI: 10.1117/12.254228.Halski D. FLASH fly-by-light flight control demonstration results overview // Proc. SPIE. Fly-by-Light III, 1996. Vol. 2840. DOI: 10.1117/12.254228. (In Engl.).Урик В. Дж. (мл.), МакКинни Дж. Д., Вилльямс К. Дж. Основы микроволновой фотоники. Москва: Техносфера, 2016. 376 с. ISBN 978-5-94836-445-2.Urik V. Dzh. (Jr.), MakKinni Dzh. D., Vill’yams K. Dzh. Osnovy mikrovolnovoy fotoniki [Fundamentals of microwave photonics]. Moscow, 2016. 376 p. ISBN 978-5-94836-445-2. (In Russ.).Соколов С. А. Воздействие внешних электромагнитных полей на полностью диэлектрические оптические кабели // Первая миля. 2013. Т. 36, № 3. С. 68–72. EDN: QCJLHJ.Sokolov S. A. Vozdeystviye vneshnikh elektromagnitnykh poley na polnost’yu dielektricheskiye opticheskiye kabeli [External electromagnetic field effect on full-dielectric optical cables] // Pervaya milya. Last Mile. 2013. Vol. 36, no. 3. P. 68–72. EDN: QCJLHJ. (In Russ.).Соколов С. А. Воздействие грозовых разрядов на оптические кабели в горной местности и вблизи высотных сооружений // Первая миля. 2013. Т. 35, № 2. С. 102–108. EDN: PZMWAP.Sokolov S. A. Vozdeystviye grozovykh razryadov na opticheskiye kabeli v gornoy mestnosti i vblizi vysotnykh sooruzheniy [Lightning stroke affecting optical cable in mountainous terrain and nearby high-rise structures] // Pervaya milya. Last Mile. 2013. Vol. 35, no. 2. P. 102–108. EDN: PZMWAP. (In Russ.).Запасский В. С. Керра эффекты // Большая российская энциклопедия 2004–2017. URL: https://old.bigenc.ru/physics/text/2061749?ysclid=lqmdshepjc526245439 (дата обращения: 27.12.2023).Zapasskiy V. S. Kerra effekty [Kerr effects] // Bol’shaya rossiyskaya entsiklopediya 2004–2017. The Big Russian Encyclopedia 2004–2017. URL: https://old.bigenc.ru/physics/text/2061749?ysclid=lqmdshepjc526245439 (accessed: 27.12.2023). (In Russ.).Мильков Ю. А. Поляризационные явления в волоконных световодах: автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2004. 20 с.Milkov Yu. A. Polyarizatsionnyye yavleniya v volokonnykh svetovodakh [Polarization phenomena in fiber optic light guides]. Khabarovsk, 2004. 20 p. (In Russ.).Соколов С. А. Физические процессы в грозовом облаке и их воздействие на оптические линии // T-COMM: Телекоммуникации и транспорт. 2013. Т. 7, № 8. С. 135–137. EDN: RMMYUJ.Sokolov S. A. Fizicheskiye protsessy v grozovom oblake i ikh vozdeystviye na opticheskiye linii [Physical processes in a thunderstorm cloud and their effect on optical lines] // T-COMM: Telekommunikatsii i transport. T-Comm. 2013. Vol. 7, no. 8. P. 135–137. EDN: RMMYUJ. (In Russ.).Girard S., Kuhnhenn J., Gusarov A. [et al.]. Radiation Effects on Silica-Based Optical Fibers: Recent Advances and Future Challenges // IEEE Transactions on Nuclear Science. 2013. Vol. 60, no. 3. P. 2015–2036. DOI: 10.1109/TNS.2012.2235464.Girard S., Kuhnhenn J., Gusarov A. [et al.]. Radiation Effects on Silica-Based Optical Fibers: Recent Advances and Future Challenges // IEEE Transactions on Nuclear Science. 2013. Vol. 60, no. 3. P. 2015–2036. DOI: 10.1109/TNS.2012.2235464. (In Engl.).Франк И. М. Черенкова–Вавилова излучение (Черенкова–Вавилова эффект) // Физический энциклопедический словарь. Москва: Сов. энциклопедия, 1983. 928 с.Frank I. M. Cherenkova–Vavilova izlucheniye (Cherenkova–Vavilova effekt) [Cherenkov–Vavilov radiation (Cherenkov–Vavilov effect)] // Fizicheskiy entsiklopedicheskiy slovar’. Physical Encyclopedic Dictionary. Moscow, 1983. 928 p. (In Russ.).Иманов Р. М., Бугримова И. М., Попова А. В. Влияние внешних климатических условий на характеристики работы оптических волокон // Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке. 2021. Т. 1. С. 165–170. EDN: TSQYNI.Imanov R. M., Bugrimova I. M., Popova A. V. Vliyaniye vneshnikh klimaticheskikh usloviy na kharakteristiki raboty opticheskikh volokon [Influence of external climate conditions on optical fiber operation characteristics] // Nauchnotekhnicheskoye i ekonomicheskoye sotrudnichestvo stran ATR v XXI veke. Scientific, Technical and Economic Cooperation of APR Countries in the XXI Century. 2021. Vol. 1. P. 165–170. EDN: TSQYNI. (In Russ.).Соколов С. А. Воздействие молнии и сильных электромагнитных полей на современные оптические кабели // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения: материалы междунар. науч.-техн. конф. «INTERMATIC-2016», Москва, 21–25 ноября. 2016. Т. 16, № 5. С. 199–202. EDN: YSZEVR.Sokolov S. A. Vozdeystviye molnii i sil’nykh elektromagnitnykh poley na sovremennyye opticheskiye kabeli [Effects of lightning and strong electromagnetic fields on modern optical cables] // Fundamental’nyye problemy radioelektronnogo priborostroyeniya. Fundamental Problems of Radio engineering and Device Construction. 2016. Vol. 16, no. 5. P. 199–202. EDN: YSZEVR. (In Russ.).Яворский Б. М. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов. Москва: Мир и Образование, 2022. 1056 с.Yavorskiy B. M. Spravochnik po fizike dlya inzhenerov i studentov vuzov [Handbook of physics for engineers and university students]. Moscow, 2022. 1056 p. (In Russ.).Никольский В. В., Никольская Т. И. Электродинамика и распространение радиоволн. Москва: ЛИБРОКОМ, 2012. 544 с. ISBN 978-5-9710-4654-7.Nikolskiy V. V., Nikolskaya T. I. Elektrodinamika i rasprostraneniye radiovoln [Electrodynamics and radio wave propagation]. Moscow, 2012. 544 p. ISBN 978-5-9710-4654-7. (In Russ.).Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. В 9 т. Т. 5. Электричество и магнетизм. Москва: Мир, 1977. 300 с.Feynman R., Leyton R., Sends M. Feynmanovskiye lektsii po fizike. V 9 t. T. 5. Elektrichestvo i magnetizm [Feynman Lectures on Physics. In 9 vols. Vol. 5. Electricity and magnetism.]. Moscow, 1977. 300 p. (In Russ.).Ярив А., Юх П. Оптические волны в кристаллах. Москва: Мир, 1987. 616 с.Yariv A., Yukh P. Opticheskiye volny v kristallakh [Optical waves in crystals]. Moscow, 1987. 616 p. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.